EP0482423A1 - Tauchgiessrohr zum Einleiten von Stahlschmelze in eine Stranggiesskokille - Google Patents

Tauchgiessrohr zum Einleiten von Stahlschmelze in eine Stranggiesskokille Download PDF

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EP0482423A1
EP0482423A1 EP91117179A EP91117179A EP0482423A1 EP 0482423 A1 EP0482423 A1 EP 0482423A1 EP 91117179 A EP91117179 A EP 91117179A EP 91117179 A EP91117179 A EP 91117179A EP 0482423 A1 EP0482423 A1 EP 0482423A1
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Jürgen Friedrich
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Erk Boysen
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Schloemann Siemag AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles

Definitions

  • the invention relates to an immersion pouring tube for introducing molten metal, in particular liquid steel, into the pouring region of a continuous casting installation, consisting of an inflow part connected to a casting container and a flattened outlet part with at least one surface arranged in the direction of flow.
  • a flattened end part with slot-like outlet openings and a base piece with a raised inner contour are arranged on the cylindrical tube part.
  • the base piece has a greater extent in the direction of the outflow openings than the distance between the walls delimiting the outflow openings upwards.
  • the known pouring tube has not grown with the required operational reliability and service life, despite the complex manufacture of the high stresses in continuous steel casting.
  • the molten steel emerges from the narrow outflow openings with excessive kinetic energy, which in particular in a narrow steel strip casting mold leads to washing out of the still thin strand shell and the formation of a damming wave in front of the narrow side walls.
  • an irregular surface structure is formed due to the uneven flow distribution within the mold.
  • the object of the invention is to provide a reliable immersion pouring tube for pouring molten steel into a mold, in particular for casting steel strips, whereby due to better flow distribution, a build-up wave in the surface of the bath level and a washing out of the strand shell formed by the liquid steel are greatly reduced and a casting strand, in particular steel strip, is used uniformly flawless surface is achieved.
  • the spraying and baking of molten steel on the mold walls should be avoided during the casting process.
  • the invention is based on the knowledge that the cause of an uneven, unstable melt distribution within the mold is too high and uneven exit velocity over the exit cross-sections.
  • the object is achieved in that the outflow part has at least one surface for dividing the flow into at least two individual flows and surfaces for mutually directing the individual flows in front of the outflow opening.
  • a web connecting the wide walls of the outflow part has the upper partial surfaces and at least one lower guide surface.
  • the outflow part forms the lateral guide surface and floor surfaces at a distance from the web.
  • the width w of the outflow opening corresponds to at least twice the distance a of the web sliding surface from the floor.
  • the width of the outflow part parallel to the wide walls is between 350 and 550 mm.
  • FIG. 1 there is an immersion pouring tube 3 at the bottom outlet 1 of a casting container 2, the lower end of which projects into a steel strip casting mold 4 to below the casting level 5.
  • the steel strip casting mold 4 consists of two cooled broad side walls 6 and two narrow side walls 7 which are adjustably arranged between them.
  • the wide side walls 6 form an enlarged pouring area 8 for receiving the immersion pouring tube 3, which extends over part of the mold height.
  • the immersion pouring tube 3 consists of a connecting piece 9, a flat outflow part 10 and a transition part 11.
  • the outflow part 10 is formed by two wide walls 12, two guide walls 13 and a bottom 14.
  • the web 16 has two partial surfaces 17 on the upper side, which in the exemplary embodiment are inclined towards one another in a roof-like manner.
  • the flow 18 tapering from above is separated into two partial flows 19 by the partial surfaces 17 or, for example, a curved upper side.
  • the partial flows 19 are deflected twice on the guide walls 13 and the bottom 14, so that they meet below the guide surface 20 of the web 16, with considerable flow energy being consumed. As a result, a stream of liquid steel of low speed emerges from the outflow opening 15, so that a ram wave and washing out of the strand shell are avoided.
  • the lower guide surface 20 of the web 16 determines the height of the lateral flow cross sections, i.e. the distance a of the guide surface 20 from the floor 14. This can advantageously be 50 to 150 mm.
  • the wide walls 12 are shorter in the area of the outflow openings 15 than in the area of the bottom 14.
  • the width b of the outflow part 10 can be between 350-550 mm.
  • the width w of the outflow opening 15 should be at least twice the distance a between the guide surface 20 and the floor 14.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiment shown.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

Ein Tauchgießrohr zum Einleiten von Metallschmelze insbesondere flüssigem Stahl in den Eingießbereich einer Stranggießanlage, besteht aus einem an einem Gießbehälter angeschlossenen Zuflußteil und einem abgeflachten Auslaufteil mit mindestens einer in Strömungsrichtung angeordneten Fläche. Zur Verbesserung der Einströmverhältnisse und zur Erzielung eines Stahlbandes mit gleichmäßig fehlerfreier Oberfläche weist der Ausströmteil (10) mindestens eine Fläche (17) zur Teilung der Strömung in mindestens zwei Einzelströmungen (19) und Flächen (13, 14) zur Gegeneinanderleitung der Einzelströmungen (19) vor der Ausströmöffnung (15) auf. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Tauchgießrohr zum Einleiten von Metallschmelze insbesondere flüssigem Stahl in den Eingießbereich einer Stranggießanlage, bestehend aus einem an einem Gießbehälter angeschlossenen Zuflußteil und einem abgeflachten Auslaufteil mit mindestens einer in Strömungsrichtung angeordneten Fläche.
  • Bei diesem durch die DE-A 37 09 188 bekannten Tauchgießrohr ist an dem zylindrischen Rohrteil ein abgeflachtes Endteil mit schlitzartigen Austrittsöffnungen und ein Bodenstück mit erhabener Innenkontur angeordnet. Das Bodenstück hat in Richtung der Ausströmöffnungen eine größere Ausdehnung als der Abstand der die Ausströmöffnungen nach oben begrenzenden Wandungen.
  • Das bekannte Gießrohr ist trotz aufwendiger Herstellung der hohen Beanspruchung beim Stahlstranggießen nicht mit der erforderlichen Betriebssicherheit und Standzeit gewachsen. Aus den schmalen Ausströmöffnungen tritt die Stahlschmelze gebündelt mit zu hoher kinetischer Energie aus, wodurch es insbesondere in einer schmalen Stahlbandgießkokille zu Auswaschungen an der noch dünnen Strangschale und zur Ausbildung einer Stauwelle vor den Schmalseitenwänden kommt. Darüber hinaus kommt es bei Verwendung des bekannten Gießrohres aufgrund ungleicher Strömungsverteilung innerhalb der Kokille zur Ausbildung einer unregelmäßigen Oberflächenstruktur.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines betriebssicheren Tauchgießrohres zum Eingießen von Stahlschmelze in eine Kokille insbesondere zum Gießen von Stahlbändern, wobei aufgrund besserer Strömungsverteilung eine Stauwelle in der Badspiegeloberfläche und eine Auswaschung der sich bildenden Strangschale durch den flüssigen Stahl stark vermindert und ein Gießstrang insbesondere Stahlband mit gleichmäßig fehlerfreier Oberfläche erzielt wird. Darüber hinaus soll beim Angießvorgang das Hochspritzen und Anbacken von Stahlschmelze an den Kokillenwänden vermieden werden.
  • Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die Ursache für eine ungleiche, instabile Schmelzenverteilung innerhalb der Kokille zu hohe und ungleiche Austrittsgeschwindigkeit über die Austrittsquerschnitte ist.
  • Dadurch, daß die Austrittsgeschwindigkeit im unteren Teil des Austrittsschlitzes am größten ist, bilden sich unterhalb der Ausströmöffnung je ein starker Wirbel und entsprechende aufwärts gerichtete Ausgleichsströmungen vor der Schmalseitenwand aus, die zu einer Stauwelle auf dem Badspiegel führen.
  • Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ausströmteil mindestens eine Fläche zur Teilung der Strömung in mindestens zwei Einzelströmungen und Flächen zur Gegeneinanderleitung der Einzelströmungen vor der Ausströmsöffnung aufweist.
  • Auf diese Weise werden nachteilige Querströmungen mit oberen Stauwellen und Auswaschungen der Strangschale vermieden und ein Produkt mit fehlerfreier Oberfläche erzielt.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist ein die Breitwände des Ausströmteiles verbindender Steg die oberen Teilflächen und mindestens eine untere Leitfläche auf. Der Ausströmteil bildet im Abstand zum Steg seitliche Leitfläche und Bodenflächen.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird darin gesehen, daß die Stegleitfläche im Abstand a = 50 - 150 mm vor einem mit der Ausströmsöffnung versehenen Boden angeordnet ist.
  • Die Weite w der Ausstromöffnung entspricht mindestens dem zweifachen Abstand a der Stegleitfläche vom Boden.
  • Besonders günstige Ausströmbedingungen ergeben sich, wenn die Breitwände im Bereich der Ausströmöffnungen um maximal 0,5 · a kürzer sind als im Bereich des Bodens.
  • Die Breite des Ausströmteiles parallel zu den Breitwänden beträgt zwischen 350 und 550 mm.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel mit Merkmalen und Vorteilen der Erfindung dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1
    schematisch eine Dünnbrammengießmaschine mit in den erweiterten Eingießbereich hineinragendem Tauchgießrohr im Längsschnitt,
    Fig. 2
    eine Draufsicht zu Fig. 1,
    Fig. 3
    einen Längsschnitt durch das Tauchgießrohr parallel zu den Breitwänden,
    Fig. 4
    einen Längsschnitt durch das Tauchgießrohr quer zu den Breitwänden,
    Fig. 5
    eine Ansicht des Tauchgießrohres gegen die Ausströmöffnung
    und
    Fig. 6
    einen Querschnitt des Tauchgießrohres gemäß der Linie VI - VI in Fig. 4.
  • Gemäß Figur 1 befindet sich am Bodenauslaß 1 eines Gießbehälters 2 ein Tauchgießrohr 3, das mit seinem unteren Ende in eine Stahlbandgießkokille 4 bis unter den Gießspiegel 5 ragt. Die Stahlbandgießkokille 4 besteht aus zwei gekühlten Breitseitenwänden 6 und zwei zwischen diesen verstellbar angeordneten Schmalseitenwänden 7. Die Breitseitenwände 6 bilden zur Aufnahme des Tauchgießrohres 3 einen erweiterten Eingießbereich 8, der sich über einen Teil der Kokillenhöhe erstreckt.
  • Das erfindungsgemäße Tauchgießrohr 3 besteht aus einem Anschlußstutzen 9, einem flachen Ausströmteil 10 und einem Übergangsteil 11. Der Ausströmteil 10 wird von zwei Breitwänden 12, zwei Leitwänden 13 und einem Boden 14 gebildet. In dem Boden befindet sich eine Ausströmöffnung 15. Oberhalb der Ausströmöffnung 15 befindet sich ein die Breitwände 12 verbindender Steg 16.
  • Der Steg 16 hat an der Oberseite zwei Teilflächen 17, die im Ausführungsbeispiel dachartig zueinander geneigt sind. Durch die Teilflächen 17 oder z.B. eine gewölbte Oberseite wird die von oben zulaufende Strömung 18 in zwei Teilströmungen 19 getrennt.
  • Die Teilströmungen 19 werden an den Leitwänden 13 und dem Boden 14 zweifach umgelenkt, so daß sie unterhalb der Leitfläche 20 des Steges 16 aufeinandertreffen, wobei erhebliche Strömungsenergie verzehrt wird. Infolgedessen tritt aus der Ausströmöffnung 15 ein Strom flüssigen Stahls geringer Geschwindigkeit aus, so daß eine Stauwelle und Auswaschungen der Strangschale vermieden werden.
  • Die untere Leitfläche 20 des Steges 16 bestimmt die Höhe der seitlichen Strömungsquerschnitte, d.h. den Abstand a der Leitfläche 20 vom Boden 14. Dieser kann vorteilhaft 50 bis 150 mm betragen.
  • Die Breitwände 12 sind im Bereich der Ausströmöffnungen 15 kürzer als im Bereich des Bodens 14.
  • Die Breite b des Ausströmteils 10 kann zwischen 350 - 550 mm betragen.
  • Die Weite w der Ausströmöffnung 15 soll mindestens das Doppelte des Abstandes a der Leitfläche 20 vom Boden 14 betragen.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.

Claims (7)

  1. Tauchgießrohr zum Einleiten von Metallschmelze insbesondere flüssigem Stahl in den Eingießbereich einer Stranggießanlage, bestehend aus einem an einem Gießbehälter angeschlossenen Zuflußteil und einem abgeflachten Auslaufteil mit mindestens einer in Strömungsrichtung angeordneten Fläche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Ausströmteil (10) mindestens eine Fläche (17) zur Teilung der Strömung in mindestens zwei Einzelströmungen (19) und Flächen (13, 14) zur Gegeneinanderleitung der Einzelströmungen (19) vor der Ausströmöffnung (15) aufweist.
  2. Tauchgießrohr nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein die Breitwände (12) des Ausströmteiles (15) verbindender Steg (16) die oberen Teilflächen (17) und mindestens eine untere Leitfläche (20) aufweist.
  3. Tauchgießrohr nach den Ansprüchen 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Ausströmteil (10) im Abstand zum Steg (16) seitliche Leitflächen (13) und Bodenflächen (14) aufweist.
  4. Tauchgießrohr nach den Ansprüchen 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Leitfläche (20) im Abstand (a = 50 - 150 mm) vor einem mit der Ausströmöffnung (15) versehenen Boden (14) angeordnet ist.
  5. Tauchgießrohr nach den Ansprüchen 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Weite w der Ausströmöffnung (15) mindestens dem zweifachen Abstand a der Stegleitfläche (20) vom Boden (14) entspricht.
  6. Tauchgießrohr nach den Ansprüchen 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Breitwände (12) im Bereich der Ausströmöffnungen (15) um maximal 0,5 a kürzer sind als im Bereich des Bodens (14).
  7. Tauchgießrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Breite b des Ausströmteiles (10) parallel zu den Breitwänden (12) zwischen 350 und 550 mm beträgt.
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